Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК F02B37/00 F02D23/00 

(50 УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАДДУВА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

изобретение относится к машиностроению, в частности к устройству двигателей внутреннего сгорания, с нагнетателями, приводимыми энергией выхлопа, и может быть использован в двигателях с двухступенчатым трубо наддувом. Известны двигатели внутреннего сг рания с двухступенчатым турбонаддувом, содержащие двухступенчатый турбокомпрессор с охладителями надду вочного воздуха, установленный в газо выпускной магистрали, и теплообменник , установленный перед первой турбиной и включенный газоходом подогре ваемой среды в впусной тракт после компрессора высокого давления а газоходом охлаждаемой среды - в газовыпускную магистраль перед турбиной высокого давления ГП. Недостатки таких двигателей в том что снижение температуры отработавших -газов в теплообменнике приводит к уменьшению располагаемой энергии газов перед турбинами высокого и низкого давления, а следовательно, и степени повышения давления в компрессорах, а также мощности двигателя. Известны также устройства для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащие воздухонапорную и газовыпускную магистрали, в которых установлено последовательно по меньшей мере два турбонагнетателя, и теплообменник, установленный в газовыпускной магистрали и включенный газоходом подогреваемой среды между турбонагнетателями, а газоходом охлаждаемой среды - в впускной трубопровод турбонагнетателя высокого давления. Такие устройства позволяют обеспечить охлаждение отработавших газов перед турбонагнетателем высокого давления и подогрев газов перед турбонагнетателем низкого.давления. В результате этого при форсировке двигателя обеспечивается поддержа3 8 ние допустимого уровня температуры газов перед турбонагнетателем высоко го давления и повышение температуры и располагаемой энергии газов перед турбонагнетателем низкого давления. При этом эффективные показатели двигателя не снижаютсяt2l. Однако в таких устройствах не пре дусмотрена возможность .отключения те лообменника на частичных режимах работы двигателя, когда нет необходимости снижать температуру отработавших газов перед турбиной высокого давления. Это может привести к потерям тепла в теплообменнике, снижению эффективных показателей и ухудшению характеристик двигателя. Цель изобретения - улучшение характеристик двигателя за счет регулирования cooтнoшeн ;я теплоперепадов по ступеням турбонагнетателей в зави симости от режима работы.. Указанная цель достигается тем-, что теплообменник снабжен трубой перепуска газов мимо газохода охлаждаемой среды и органом регулирова ния впускного сечения этого газохода и трубы перепуска. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит двигатель вну реннего сгорания 1, воздухонапорную 2 и газовыпускную 3 магистрали, два турбонагнетателя 4 и 5 и теплообменник 6, установленный в газовыпускной магистрали -3 и включенный газоходом 7 подогреваемой среды между турбонаг нетателями 4 и 5, а газоходом 8 охлаждаемой среды - в впускной трубопровод 9 турбонагнетателя k высокого давления. Теплообменник 6 снабжен трубой 10 перепуска газо.в .мимо газохода 8 охлаждаемой среды и органом 1 регулирования впускного сечения этог газохода 8 и трубы-10 перепуска. Устройство работает следующим образом. При достижении температуры отработавших газов предельно допустимой из условия прочности лопаток турбины турбонагнетателя k высокого давления включается орган 11 регулирова ния впускного сечения газохода 8 охлаждаемой среды и трубы 10 перепуска. При этом часть газа начинает поступать в теплообменник 6 и отдавать часть тепла отработавшим газам, поступающим в турбонагнетатель 5 низкого давления. Перед турбонагнетателем k высокого давления в впускном турбопроводе 9 охлажденный газ смешивается с газом, проходящим через трубу 10 перепуска, тем самым снижается температура всей массы газа перед турбонагнетателем высокого давления. При дальнейшем повышении мощности все большая часть газа поступает через теплообменник в турбонагнетатель k высокого давления, Одновременно часть тепла передается газом, поступающим в турбонагнетатель 5 низкого давления, за счет чего повышается мощность, частота вращения и давление наддува в турбонагнетателе. Применение изобретения позволяет повысить мощность двигателя на номинальном режиме, расширить диапазон рабочих режимов и улучшить характеристики двигателя внутреннего сгорания . Формула изобретения Устройство для наддува двигателя внутреннего сгорания, содержащее воздухонапорную и газовыпускную магистрали, в которых установлено последовательно по меньшей мере два турбонагнетателя, и теплообменник, установленный в газовыпускной магистрали и включенный газоходом подогреваемой среды между турбонагнетателями, а газоходом охлаждаемой среды - в впускной трубопровод турбонагнетателя высокого давления, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью улучшения характеристик двигателя, теплообменник снабжен трубой перепуска газов мимо газохода охлаждаемой среды и органом регулирования впускного сечения этого газохода и трубы перепуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка ФРГ № , кл. F 02 В 37/00, 1977. 2.Заявка Франции № 23568Й, кл. F 02 В 37/00, 1978, (прототип).